Der Grund für die Gesteinsmetamorphose liegt darin begründet, dass es in größeren Tiefen der Erdkruste ziemlich heiß ist und der Druck enorm ansteigt, so ähnlich wie in einem Schnellkochtopf. Ein Gestein gelangt in diesen Schnellkochtopf, indem sich viele Kilometer anderer Gesteine über ihn ablagern oder wenn es aktiv in tiefere Stockwerke der Erdkruste abtaucht. Das geschieht z.B. an Subduktionszonen oder in Gebirgen, wo verschiedene Gesteinsplatten ineinander zusammenkrachen, sich aufschieben, unterschieben und falten. Diese Prozesse werden unter dem Begriff Tektonik zusammengefasst. So gebildete metamorphe Gesteine werden als "kristallin" bezeichnet. Oft sehen sie gebändert aus: größere Kristalle wurden in die Länge gestreckt, sodass eine Fließstruktur entsteht. Die Längsterstreckung zeigt, in welcher Richtung die größten Kräfte auf das Gestein wirkten. Der größte Druck wirkte senkrecht auf die Fließrichtung. So ein Gestein ist z.B. Gneis, der aus Granit entsteht.Das Gestein wird dichter und unter Wärmeeinfluss laufen chemische Prozesse ab, bei denen sich die Mineralien verändern können. So wird aus einem Kalkstein ein Marmor oder ein Tonstein verwandelt sich in Schiefer. Ein metamorphisierter Sandstein wird zu einem Quarzit. Die drei metamorphen Gesteine werden zum Bauen eingesetzt: Schiefer lässt sich gut spalten und mit den dünnen Schieferplatten kann man Häuser decken oder die Fassaden verkleiden. Marmor kennen wir als Fensterbänke, Fliesen und Wasserbecken. Marmor ist auch bei Bildhauern beliebt, um etwa Statuen und Figuren herzustellen. Quarzit hält den wildesten Wetterbedingungen stand und wird gerne als Naturbaustein benutzt.
Das Ausgangsgestein, das durch Umwandlung zu einem Metamorphit wird, nennt man Protolith. Erkennt man im umgewandelten Gestein noch das Ausgangsgestein, dann stellt man bei der Namensgebung des Metamorphits die Silbe "Meta" vor den Namen des Ausgangsgesteins. Aus einem Basalt wird somit ein Metabasalt. Je nachdem, wie groß sich Druck und/oder Temperatur ändern, die auf ein Gestein während der Metamorphose wirkten, wandelt sich der Prolith um. So gibt es verschiedene Metamorphosegrade, anhand derer metamorphe Gesteine klassifiziert werden können.
Für einen Geologen kann es sehr spannend und arbeitsaufwendig sein, die Entstehungsgeschichte eines Metamorphits zu entschlüsseln. Dabei setzt er oft ein Polarisationsmikroskop ein. Ein weiteres Gerät ist die Mikrosonde. Hierbei handelt es sich um eine Art Röntgenspektrometer, mit dessen Hilfe man die chemischen Bestandteile von Mineralien und Fluideinschlüssen bestimmen kann.